Ingeniería Geológica

Grado y Doble Grado. Curso 2024/2025.

FÍSICA I - 804331

Curso Académico 2024-25

Datos Generales

SINOPSIS

COMPETENCIAS

Generales
CG1. Comprender las relaciones entre las diferentes disciplinas científicas que integran el campo de conocimiento relativo a la Ingeniería Geológica.
CG2. Comprender y aplicar el método científico a las diferentes disciplinas que integran el ámbito profesional del Ingeniero Geólogo.
CG5. Llevar a cabo actividades técnicas de cálculo, mediciones, valoraciones, tasaciones y estudios de viabilidad económica; realizar peritaciones, inspecciones, análisis de patología y otros análogos y redactar los informes, dictámenes y documentos técnicos correspondientes en el ámbito profesional del Ingeniero Geólogo; efectuar levantamientos topográficos y cartográficos.
Transversales
CT1. Adquirir capacidad de análisis y de síntesis.
CT2. Demostrar razonamiento crítico y autocrítico.
CT3. Adquirir capacidad de organización, planificación y ejecución.
CT4. Adquirir la capacidad de comunicarse de manera clara y eficaz, de forma oral y escrita, en la lengua española.
CT5. Adquirir capacidad de gestión de la información.
CT6. Adquirir la capacidad para la resolución de problemas.
CT8. Adquirir la capacidad de trabajo autónomo o en equipo.
CT9. Adquirir habilidades en las relaciones interpersonales.
CT10. Adquirir capacidad para el aprendizaje autónomo.
CT11. Adquirir la capacidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CT12. Demostrar creatividad e iniciativa y espíritu emprendedor.
CT13. Demostrar motivación por la calidad en el desarrollo de sus actividades.
CT14. Adquirir sensibilidad hacia temas medioambientales.
Específicas
CE2. Comprender, expresar y aplicar conceptos físicos en la resolución de problemas relacionados con disciplinas de Ingeniería Geológica.
CE6. Conocer y aplicar herramientas informáticas para la resolución de problemas de Ingeniería geológica.
CE19. Comprender y caracterizar el comportamiento de los medios rocosos y de los suelos en condiciones saturadas y no saturadas.

ACTIVIDADES DOCENTES

Clases teóricas
Clases presenciales de teoría. Al comienzo de cada tema se expondrán el contenido y los objetivos principales de dicho tema. Durante el desarrollo del tema, los nuevos contenidos se relacionarán con los estudiados anteriormente en la asignatura. Al finalizar cada tema se hará un breve resumen de los contenidos más relevantes.

Las diapositivas correspondientes a las clases de teoría se subirán al Campus Virtual antes del comienzo de cada tema.
Seminarios
Seminarios / Clases presenciales de problemas: Se propondrá a los alumnos una relación de problemas/ejercicios con el objetivo de que intenten su resolución previa a las clases presenciales. Además, los alumnos podrán exponer en clase la resolución de algunos problemas/ejercicios, debatiéndose sobre el procedimiento de resolución, los resultados y el significado de estos últimos.
Clases prácticas
Ejercicios adicionales que complementan y ayudan a fijar los conceptos de los temas tratados en clases teóricas.
Laboratorios
Prácticas de laboratorio: Posibilitarán que los alumnos aprendan el método científico. Realizando y analizando determinados experimentos, tendrán que verificar si las hipótesis de partida son ciertas. Además, aprenderán a tratar de un modo matemático los errores cometidos en la experimentación.

Los laboratorios consistirán en 5 clases de 2 horas cada una:

1. El primer día de laboratorio se realizará una clase teórica en un aula de informática para introducir las prácticas de laboratorio, el cálculo de errores y cifras significativas, así como el cálculo de rectas de regresión.

2. Las otras 4 sesiones se llevarán a cabo en el Laboratorio de Alumnos de la Facultad de Ciencias Físicas. Consistirán en las siguientes prácticas (cada estudiante realizará solo 4 de ellas):
- Densidad de una roca.
- Gravedad terrestre.
- Equivalente mecánico del calor.
- Ondas estacionarias en una cuerda.
- Tensión superficial de un líquido.
- Péndulo de Torsión.

Estas sesiones se realizarán dentro del horario de la asignatura, durante 5 miércoles de 12:30 a 14:30 h. Los días de laboratorio se confirmarán al inicio del curso, pero en principio se espera que sean en estas fechas:
- 27 septiembre: Introducción de teoría y Excel (en una o dos aulas de informática de la Facultad de Geológicas)
- 04 octubre: Primera sesión (en el Laboratorio de la Facultad de Físicas)
- 11 octubre: Segunda sesión (en el Laboratorio de la Facultad de Físicas)
- 18 octubre: Tercera sesión (en el Laboratorio de la Facultad de Físicas)
- 08 noviembre: Cuarta sesión (en el Laboratorio de la Facultad de Físicas)

Los alumnos realizarán informes individuales después de cada sesión de laboratorio. Estos informes serán evaluados por los profesores.

Presenciales

60

No presenciales

90

Semestre

1

Breve descriptor:

Mecánica. Termodinámica. Fenómenos Ondulatorios.

Requisitos

Es conveniente que los alumnos que se matriculen en esta asignatura hayan cursado estudios de Física y Matemáticas en el último año de Bachillerato. Asimismo, es conveniente que posean conocimientos de cálculo vectorial y cálculo diferencial e integral.

Objetivos

Comprender los conceptos básicos de mecánica, termodinámica y fenómenos ondulatorios.
Aplicar estos campos de la Física como base para el estudio y exploración de la Tierra.


Contenido

INTRODUCCIÓN. Física Clásica y Moderna. Magnitudes físicas y unidades. Dimensionalidad en Física. Repaso de vectores y trigonometría.

1. CINEMÁTICA. Posición, velocidad y aceleración. Movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado. Caída libre de cuerpos. Carácter vectorial de la posición, velocidad y aceleración. Composición de movimientos. Movimiento circular uniforme.

2. DINÁMICA. Masa, aceleración y fuerza: las leyes de Newton. Aplicaciones de las Leyes de Newton. Fuerzas fundamentales en la naturaleza. Rozamiento estático y dinámico. Fuerzas de rozamiento. Sistemas inerciales y no-inerciales. Fuerzas de inercia. Fuerzas de arrastre y Coriolis. Coriolis en la Tierra.

3. TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA. Trabajo y potencia. Energía cinética. Teorema trabajo - energía cinética. Fuerzas conservativas y no conservativas. Energía potencial. Leyes de conservación de la energía.

4. MOMENTO LINEAL. Momento lineal de un sistema de partículas. Centro de masas. Conservación del momento lineal. Choque elástico e inelástico.

5. SISTEMAS EN ROTACIÓN Y MOMENTO ANGULAR. Rotación del sólido rígido: cinemática y dinámica del movimiento circular. Energía cinética de rotación. Momento de Inercia. Torque de una fuerza. Leyes de Newton en la rotación del sólido. Trabajo y potencia de rotación. Momento angular del sólido rígido. Conservación del momento angular.

6. FLUIDOS. Densidad. Presión en un fluido. Ecuación fundamental de la hidrostática: ley de Pascal. Equilibrio y flotación: principio de Arquímedes. Dinámica de fluidos: tasa de flujo y ecuación de Bernoulli. Fluidos viscosos.

7. OSCILACIONES Y ONDAS. Oscilaciones. Movimiento armónico simple (MAS). Energía del MAS. Onda armónica: tipos de ondas armónicas. Parámetros y representación matemática de la onda armónica. Velocidad de propagación de ondas. Reflexión y transmisión. Superposición e interferencia de ondas. Ondas estacionarias. Aplicación: ondas sísmicas y estudio del interior de la Tierra.

8. TERMODINÁMICA. Principio cero de la Termodinámica: la temperatura. Expansión térmica en materiales. Ecuación de los gases perfectos. Calor, capacidad calorífica y calor específico-latente. Primer principio de la Termodinámica: trabajo y energía. Segundo principio de la Termodinámica: entropía. Sistemas de transporte de calor. Aplicaciones: transporte de calor en la Tierra.

Evaluación

La evaluación de la asignatura contempla las calificaciones de la evaluación continua, el laboratorio, un examen parcial no eliminatorio, y el examen final (con convocatoria ordinaria en enero y extraordinaria en julio).

En la evaluación continua se valorarán la actividad y participación en clase y la realización de ejercicios online en el Campus Virtual. Su calificación (EC) será la media de dichas actividades.

La asistencia a todas las sesiones prácticas de laboratorio y la entrega de los informes correspondientes son obligatorias. En la convocatoria ordinaria, la calificación del laboratorio (LAB) se obtendrá a partir de la nota media de esos informes. Si en la convocatoria ordinaria la calificación de LAB < 5, en la convocatoria extraordinaria el alumno podrá repetir los informes de las prácticas suspensas siempre que haya realizado todas las prácticas con anterioridad. Aquellos alumnos que no hayan realizado todas las prácticas durante el curso, en la convocatoria extraordinaria deberán realizar un examen práctico en el laboratorio que incluirá el montaje de una práctica, el cálculo de incertidumbres y la entrega de un informe.

El examen final (en convocatoria ordinaria o extraordinaria) contará con cuestiones de teoría y problemas. La calificación global del examen (EG) se calculará a partir de las calificaciones del examen parcial (EP) y el final (EF) como sigue:
EG = EF + 0.1 x EP (si la nota del parcial EP > 5)

A la calificación global EG se ponderará con la evaluación continua del modo:
A = 0.8 x EG + 0.2 x EC

En la convocatoria extraordinaria, A = EF. No obstante, se considerarán los valores de EP y EC para los alumnos a los que esto les favorezca.

Finalmente, la calificación final de la asignatura (CF) se obtendrá como:
CF = 0.8 x A + 0.2 x LAB

Para aprobar la asignatura, se requiere aprobar por separado con una nota mínima de 5 tanto en A como en LAB.

Bibliografía

Física Universitaria, FW Sears, MW Zemansky, HD Young, R.A Freedman, Vol 1, 12a Ed. Editorial Addison-Wesley, 2009 (existen ediciones más recientes).

P.A. Tipler y G. Mosca Física para la ciencia y la tecnología. Vol.1, Mecánica, oscilaciones y ondas, termodinámica. 6a Ed. Editorial Reverté. 2011 (existen ediciones más recientes).

Física para Geólogos, M. Mattesini y F. Martín-Hernández. Ediciones Complutense (Serie Docencia), 2018.

Física: Problemas y ejercicios resueltos, O. Alcaraz Sendra, J. López López, V. López Solanas, Pearson, Prentice Hall, D.L. 2006.

Además, se proporcionarán todas las diapositivas de las clases de teoría. También se facilitarán direcciones web de utilidad para aclarar algunos conceptos teóricos, así como para mostrar experimentos que ayuden a comprender diversos fenómenos físicos relacionados con la materia y su relación con las aplicaciones en la Tierra.

Otra información relevante

TUTORÍAS:

Horario: miércoles 10:30 - 12:00 h y de 15:00 - 16:30 h.

Lugar: Despacho 04.103.0, cuarta planta, ala este, Facultad de Ciencias Físicas.

También se pueden hacer tutorías online en distintos horarios a través de vídeo llamada por "Google Meet". En esos casos, se debe contactar con anterioridad con el profesor de la asignatura, Pablo Zurita Gotor (pzurita@ucm.es).

Estructura

MódulosMaterias
BÁSICOFÍSICA

Grupos

Clases Teoría
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A Teoría05/09/2024 - 05/12/2024LUNES 12:00 - 14:003207MAURIZIO MATTESINI
JUEVES 15:30 - 16:303207MAURIZIO MATTESINI


Prácticas Laboratorio
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A1 Prácticas Laboratorio05/09/2024 - 05/12/2024MIÉRCOLES 12:30 - 14:303202ANTONIO JUAREZ MARTINEZ
Grupo A2 Prácticas Laboratorio05/09/2024 - 05/12/2024MIÉRCOLES 12:30 - 14:303202MARIA DELGADO MANCHEÑO
MARINA PUENTE BORQUE


Seminario
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo Seminario As105/09/2024 - 05/12/2024MIÉRCOLES 12:30 - 14:303202MAURIZIO MATTESINI
Grupo Seminario As201/09/2024 - 30/09/2025MIÉRCOLES 12:30 - 14:303202